FEM-Statikprogramm RFEM 5 | Automatische Bildung von Kombinationen

Finite-Elemente-Software für anspruchsvolle Ingenieure

Das FEM-Programm RFEM ermöglicht die schnelle und einfache Modellierung, statische und dynamische Berechnung sowie Bemessung von Modellen mit Stab-, Platten-, Scheiben-, Faltwerk-, Schalen- und Volumen-Elementen.

Dank des modularen Softwarekonzepts kann das Basisprogramm RFEM mit den zugehörigen Modulen ausgestattet und so in den verschiedensten Bereichen eingesetzt werden.

Automatische Bildung von Lastkombinationen

In RFEM lassen sich automatisch Last- und Ergebniskombinationen nach Eurocode und weiteren internationalen Normen nach den entsprechenden Kombinationsregeln bilden. In einer übersichtlichen Maske können z.B. auch Lastfälle kopiert, addiert oder neu nummeriert werden. Zudem lassen sich die Lastfälle und Kombinationen in den Tabellen 2.1 - 2.6 steuern.

1

Normen

In den Basisangaben kann zwischen einer Vielzahl an Normen gewählt werden sowie, ob Kombinationen automatisch erzeugt werden sollen. Folgende Normen stehen zur Verfügung:

  • European Union EN 1990:2002
  • European Union EN 1990 + EN 1995:2004 (Holz)
  • European Union EN 1990 + EN 1991-2; Straßenbrücken
  • European Union EN 1990 + EN 1991-3; Krane
  • European Union EN 1990 + EN 1997
  • Germany DIN 1055-100:2001-03
  • Germany DIN 1055-100 + DIN 1052:2004-08 (Holz)
  • Germany DIN 1055-100 + DIN 18008 (Glas)
  • Germany DIN 1052 (vereinfacht) (Holz)
  • Germany DIN 18800:1990
  • United States of America ASCE 7-10
  • United States of America ASCE 7-10 NDS (Holz)
  • United States of America ACI 318-14
  • United States of America IBC 2015
  • Canada CAN/CSA S 16.1-94:1994
  • Canada NBCC: 2005
  •  NBR 8681
  • India IS 800:2007
  • Switzerland SIA 260:2003
  • Switzerland SIA 260 + SIA 265:2003 (Holz)
  •  BS 5950-1:2000
  • China GB 50009-2012
  •  CTE DB-SE

Für die europäische Norm EN stehen folgende Nationalen Anhänge zur Verfügung:

  • Deutschland DIN EN 1990/NA:2009-05 (Deutschland)
  •  NBN EN 1990 – ANB: 2005 (Belgien)
  • Bulgaria BDS EN 1990:2003/NA:2008 (Bulgarien)
  •  DK EN 1990/NA:2007-07 (Dänemark)
  •  SFS EN 1990/NA:2005 (Finnland)
  •  NF EN 1990/NA:2005/12 (Frankreich)
  • Griechenland ELOT EN 1990:2009 (Griechenland)
  •  UNI EN 1990/NA:2007-07 (Italien)
  • Ireland IS EN 1990:2002 + NA:2010 (Irland)
  •  LVS EN 1990:2003 /NA:2010 (Lettland)
  • Lithuania LST EN 1990/NA:2010-11 (Litauen)
  •  LU EN 1990/NA:2011-09 (Luxemburg)
  •  MS EN 1990:2010 (Malaysia)
  •  NEN EN 1990/NA:2006 (Niederlande)
  • Norway NS EN 1990/NA:2008 (Norwegen)
  •  ÖNORM EN 1990:2007-02 (Österreich)
  •  NP EN 1990:2009 (Portugal)
  •  PN EN 1990/NA:2004 (Polen)
  • Romania SR EN 1990/NA:2006-10 (Rumänien)
  •  SIST EN 1990: 2004/A1:2005 (Slowenien)
  •  SS EN 1990:2008 (Singapur)
  •  SS EN 1990/ BFS 2010:28 (Schweden)
  •  STN EN 1990/NA:2009-08 (Slowakei)
  •  UNE EN 1990 2003 (Spanien)
  •  CSN EN 1990/NA:2004-03 (Tschechische Republik)
  •  BS EN 1990/NA:2004-12 (Vereinigtes Königreich)
  • Weißrussland TKP EN 1990/NA:2011 (Weißrussland)
  • Cyprus CYS EN 1990:2002 (Zypern)
2

Lastfälle / Einwirkungstypen

Im Dialog "Lastfälle und Kombinationen bearbeiten" werden die Lastfälle angelegt und verwaltet sowie die Einwirkungs-, Last- und Ergebniskombinationen erzeugt. Den einzelnen Lastfällen lassen sich die Einwirkungstypen nach der gewählten Norm zuweisen. Wurden einem Einwirkungstyp mehrere Lasten zugeordnet, können diese gleichzeitig oder alternativ (z. B. entweder Wind von links oder Wind von rechts) wirken.

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Kombinationsregeln

Für die Kombination der Einwirkungen in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit kann zwischen den verschiedenen Bemessungssituationen nach Norm gewählt werden (z. B. GZT (STR/GEO) - Ständig/vorübergehend, GZG - Quasi-ständig usw.). Optional lassen sich Imperfektionen in die Kombination einbinden sowie Lastfälle auswählen, die nicht mit anderen kombiniert werden sollen (z. B. Montagelast Dach nicht mit Schneelast).

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Außergewöhnliche Bemessungssituation (z. B. Norddeutsche Tiefebene)

Bei der Auswahl der Bemessungssituation "Außergewöhnlich" werden außergewöhnliche Einwirkungen, wie Erdbeben, Explosionslast, Aufprall usw., automatisch berücksichtigt. Bei der Anwendung der deutschen Normen kann durch die Wahl der Bemessungssituation "Außergewöhnlich - Schnee" die "Norddeutsche Tiefebene" automatisch berücksichtigt werden.

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Reduzieren der automatisch generierten Kombinationen

Es stehen drei Möglichkeiten zur Verfügung, mit denen sich die Anzahl der Kombinationen reduzieren lässt. Die ersten beiden Verfahren sind nur für die Generierung von Lastkombinationen verfügbar, nicht für Ergebniskombinationen.

Bei der ersten Option können automatisch alle Lastfall-Ergebnisse (Schnittgrößen, Verformungen usw.) ausgewählter Elemente untersucht werden. Danach werden nur die Kombinationen generiert, welche die Lastfälle beinhalten, die ein Maximum oder Minimum hervorrufen. Zudem kann eine Maximalzahl relevanter Lastfälle festgelegt werden oder können Lastfälle vernachlässigt werden, die nur einen sehr geringen Beitrag zu den Maximal- und Minimalwerten leisten.

Zweitens besteht die Möglichkeit, automatisch generierte temporäre oder benutzerdefinierte Ergebniskombinationen auswerten zu lassen. Danach werden nur die maßgebenden Lastkombinationen erzeugt.

Die dritte Möglichkeit, die Anzahl der generierten Kombinationen zu reduzieren, besteht darin, nur ausgewählte Einwirkungen als Leiteinwirkungen zu klassifizieren.

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Einwirkungskombinationen

Die Einwirkungen werden automatisch gemäß den Kombinationsregeln überlagert und als so genannte „Einwirkungskombinationen“ ausgewiesen. Es kann festgelegt werden, welche Einwirkungskombinationen letztendlich für die Generierung von Last- bzw. Ergebniskombinationen infrage kommen. Anhand der erzeugten Einwirkungskombinationen lässt sich abschätzen, wie sich die Kombinationsregeln auf die Anzahl der Kombinationen auswirken.

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Lastkombinationen

In den Lastkombinationen werden die enthaltenen Lastfälle unter Berücksichtigung der entsprechenden Beiwerte (Teilsicherheits- und Kombinationsbeiwerte, Faktoren hinsichtlich Schadensfolgeklassen usw.) addiert und dann berechnet. Die Lastkombinationen lassen sich automatisch entsprechend der Kombinationsregeln nach Norm erzeugen. Die Berechnung kann nach Theorie I., II. oder III. Ordnung oder Durchschlagsproblem erfolgen. Optional lässt sich bspw. auswählen, ob die Schnittgrößen auf die verformte oder unverformte Struktur bezogen werden sollen.

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Ergebniskombinationen

In den Ergebniskombinationen werden zunächst die enthaltenen Lastfälle berechnet. Anschließend werden diese Ergebnisse unter Berücksichtigung der entsprechenden Faktoren überlagert. In den Ergebniskombinationen können die Ergebnisse von Lastfällen, Lastkombinationen und auch von anderen Ergebniskombinationen überlagert werden. Standardmäßig werden die Schnittgrößen addiert, es besteht jedoch die Option einer quadratischen Überlagerung, welche bei dynamischen Untersuchungen relevant ist.

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Steifigkeiten modifizieren / Anfangsverformungen berücksichtigen

In den einzelnen Lastfällen bzw. Lastkombinationen besteht die Option, für alle oder ausgewählte Stäbe, die Steifigkeiten von Materialien, Querschnitten, Knotenlagern, Linienlagern, Flächenlagern, Stabendgelenken und Liniengelenken zu modifizieren. Zudem ist es möglich, Anfangsverformungen aus anderen Lastfällen bzw. Lastkombinationen zu berücksichtigen.

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